最新數字信號處理技術在新一代電視中的應用

    數字電視無疑是當前業界最熱門的話題，關于新一代電視將以何種面貌出現，眾說紛紜。從發展歷史來看，電視作為最傳統的消費類產品，自發明并投入商用至今已有幾十年，雖然在技術上歷經過連續不斷的改進，現在電視的視頻和音頻質量都有很大的提高，但實質上仍然普遍使用的是模擬技術。數字化將是電視技術一次最實質的飛躍，因此，所謂新一代電視將是多種數字技術應用的產物，其中數字信號處理技術將是極其關鍵的核心技術。德州儀器的數字信號處理器（DSP）推向商用化已歷經二十多年頭，最開始的應用在于高精尖的應用領域，其后開始轉向專業數字通信領域，然后逐步過渡到通用的數據和通信領域，并且已經滲透并深入到數字音頻和視頻的應用領域。面向未來的數字電視領域，DSP以其極高的處理能力、靈活的可編程性，以及強大的可擴展性，將會發揮越來越重要的作用。

• 核心高速的媒體處理平臺

    新一代電視的核心與其說是一個數字解碼器，不如說應該是一個更強的數字媒體處理器。設計人員首先面臨兩種選擇，是采用固定的專用芯片（ASIC），還是可編程芯片。由于目前不少技術標準尚未確定，即便是已確定的標準仍存在較大的改進和完善空間，因此沒有任何一家公司可以提供真正完全滿足需要的數字電視芯片。在目前階段下，可編程芯片便成為數字電視開發的一種有效的選擇，而這里又存在選擇硬件可編程的FPGA，還是軟件可編程的高速DSP。雖然FPGA比較適于早期研發工作，但往往不適宜產品化，一般需要再轉為ASIC，不僅需要增加開發周期，而且當平臺升級和和改進需要重復進行；而利用可編程DSP方案，設計人員可以獲得最好的靈活性，開發工作可以基于DSP平臺通過軟件編程實現，并可盡可能地滿足任何公司或任何技術委員會提出的、功能強大的新型數字電視系統的需要，加速產品上市時間。即便在最初標準發布之后，很可能還需要添加或改進某些功能。另外，DSP平臺的升級對軟件系統均是兼容的，所以已開發的軟件具有最大的再用性。例如，DSP可以在被廣泛接受的MPEG2的基礎上添加MPEG4功能，或在MPEG2音頻之外添加任何其它多聲道音頻或更強的功能。

    新一代電視的核心與其說是一個數字解碼器，不如說應該是一個更強的數字媒體處理器。設計人員首先面臨兩種選擇，是采用固定的專用芯片（ASIC），還是可編程芯片。由于目前不少技術標準尚未確定，即便是已確定的標準仍存在較大的改進和完善空間，因此沒有任何一家公司可以提供真正完全滿足需要的數字電視芯片。在目前階段下，可編程芯片便成為數字電視開發的一種有效的選擇，而這里又存在選擇硬件可編程的FPGA，還是軟件可編程的高速DSP。雖然FPGA比較適于早期研發工作，但往往不適宜產品化，一般需要再轉為ASIC，不僅需要增加開發周期，而且當平臺升級和和改進需要重復進行；而利用可編程DSP方案，設計人員可以獲得最好的靈活性，開發工作可以基于DSP平臺通過軟件編程實現，并可盡可能地滿足任何公司或任何技術委員會提出的、功能強大的新型數字電視系統的需要，加速產品上市時間。即便在最初標準發布之后，很可能還需要添加或改進某些功能。另外，DSP平臺的升級對軟件系統均是兼容的，所以已開發的軟件具有最大的再用性。例如，DSP可以在被廣泛接受的MPEG2的基礎上添加MPEG4功能，或在MPEG2音頻之外添加任何其它多聲道音頻或更強的功能。

    新一代電視的核心與其說是一個數字解碼器，不如說應該是一個更強的數字媒體處理器。設計人員首先面臨兩種選擇，是采用固定的專用芯片（ASIC），還是可編程芯片。由于目前不少技術標準尚未確定，即便是已確定的標準仍存在較大的改進和完善空間，因此沒有任何一家公司可以提供真正完全滿足需要的數字電視芯片。在目前階段下，可編程芯片便成為數字電視開發的一種有效的選擇，而這里又存在選擇硬件可編程的FPGA，還是軟件可編程的高速DSP。雖然FPGA比較適于早期研發工作，但往往不適宜產品化，一般需要再轉為ASIC，不僅需要增加開發周期，而且當平臺升級和和改進需要重復進行；而利用可編程DSP方案，設計人員可以獲得最好的靈活性，開發工作可以基于DSP平臺通過軟件編程實現，并可盡可能地滿足任何公司或任何技術委員會提出的、功能強大的新型數字電視系統的需要，加速產品上市時間。即便在最初標準發布之后，很可能還需要添加或改進某些功能。另外，DSP平臺的升級對軟件系統均是兼容的，所以已開發的軟件具有最大的再用性。例如，DSP可以在被廣泛接受的MPEG2的基礎上添加MPEG4功能，或在MPEG2音頻之外添加任何其它多聲道音頻或更強的功能。

    采用可編程DSP的數字電視系統，從系統架構角度來看是最令人滿意，從處理能力來看也值得信賴。目前德州儀器已推出業界最高性能的C64x系列DSP，時鐘高達1GHz。以C64x為核心的數字媒體處理器DM64x將由720MHz提升到1GHz，以實現處理更高的實時高清視頻性能。DM642作為600MHz可編程數字媒體處理器可簡化設計并能降低系統成本的。

    TMS320DM642 提供高清晰度(HD)視頻端口、以太網接口、多通道音頻及66MHz PCI 接口，600MHz 版本就具有完全處理MPEG-2視頻格式實時視頻編碼能力，或同時處理四路MPEG2視頻解碼格式，達到720x480的D1分辨率，每秒速度為30幀。采用DM642處理器還可以實現直接以太網連接的基于IP的電視電話和視頻會議系統可實現多通道H.26x視頻及音頻處理。

    由于德州儀器具備業界最廣泛的DSP第三方網絡支持，因此能夠提供眾多的算法軟件，并且滿足DSP的算法標準。關鍵技術合作伙伴所提供的流媒體軟件包括微軟的Windows Media 9、On2 Technology的VP4TM和 Real Networks的RealVideo?8/RealAudio?8系列編碼器。此外，還包括大量的視頻算法MPEG4、H.264、H.263等，以及AC-3、AAC、MP-3等音頻算法。

    也許是人們對新一代電視寄予厚望，多種名稱如多媒體電視、網絡電視、互動電視等將使之承擔起數字流媒體的載體，擴展到數字家庭的應用中。

• 擴展豐富的數字家庭功能

    數字電視其實是一項復雜的系統工程，如果新一代電視解決的只是傳輸和解碼數字化，那么與人們的期望還存在著相當大的距離，因為可以實現人們所期望的在家中接收以任何格式，在任何時間，從任何地點傳送來的任何內容，這便引進了數字家庭(e-Home)的概念。所謂e-Home，實質就是數字家庭與網絡家庭的一體化，其中包括家庭終端(Home Terminals)、家庭網關(Home Gateway)、媒體網關和媒體中心(Media Gateway/Media Center)。人們多年來一直關心電視監視器和計算機監視器究竟哪種最適合起居室的需要？然而電視監視器仍占據著起居室，而電腦監視器仍占據著書房。對消費類電子世界而言，DVD光盤播放器仍需數字電視調諧器，以便接收廣播數字電視信號。數字電視的發展將可以使電視與電腦顯示器將一體化作為起居室設備，與此同時家庭中還將出現消費類電子設備、電腦以及通訊設備的完美集成。

    數字電視其實是一項復雜的系統工程，如果新一代電視解決的只是傳輸和解碼數字化，那么與人們的期望還存在著相當大的距離，因為可以實現人們所期望的在家中接收以任何格式，在任何時間，從任何地點傳送來的任何內容，這便引進了數字家庭(e-Home)的概念。所謂e-Home，實質就是數字家庭與網絡家庭的一體化，其中包括家庭終端(Home Terminals)、家庭網關(Home Gateway)、媒體網關和媒體中心(Media Gateway/Media Center)。人們多年來一直關心電視監視器和計算機監視器究竟哪種最適合起居室的需要？然而電視監視器仍占據著起居室，而電腦監視器仍占據著書房。對消費類電子世界而言，DVD光盤播放器仍需數字電視調諧器，以便接收廣播數字電視信號。數字電視的發展將可以使電視與電腦顯示器將一體化作為起居室設備，與此同時家庭中還將出現消費類電子設備、電腦以及通訊設備的完美集成。

    數字電視其實是一項復雜的系統工程，如果新一代電視解決的只是傳輸和解碼數字化，那么與人們的期望還存在著相當大的距離，因為可以實現人們所期望的在家中接收以任何格式，在任何時間，從任何地點傳送來的任何內容，這便引進了數字家庭(e-Home)的概念。所謂e-Home，實質就是數字家庭與網絡家庭的一體化，其中包括家庭終端(Home Terminals)、家庭網關(Home Gateway)、媒體網關和媒體中心(Media Gateway/Media Center)。人們多年來一直關心電視監視器和計算機監視器究竟哪種最適合起居室的需要？然而電視監視器仍占據著起居室，而電腦監視器仍占據著書房。對消費類電子世界而言，DVD光盤播放器仍需數字電視調諧器，以便接收廣播數字電視信號。數字電視的發展將可以使電視與電腦顯示器將一體化作為起居室設備，與此同時家庭中還將出現消費類電子設備、電腦以及通訊設備的完美集成。

    未來將出現的家庭服務器可能會是機頂盒的擴展，該家庭服務器將是接收數字電視節目，然后向每個房間進行再分配的家庭網關，還可用作小型家庭交換系統，處理家中所有有線、無線及無繩電話。為節約成本及獲得更好的通話質量，移動電話可轉接到PHS電話或無繩電話上。家庭服務器當然還會成為線纜調制解調器或ADSL的網關，以便實現到互聯網的寬帶連接。此外，家庭服務器還可用作家庭控制器，根據戶主從移動電話發出的命令打開或關閉各種家庭設備。可見，進出家庭服務器的連接應當具備802.11或藍牙接口功能。正因為新一代電視是市場的一大熱點，許多公司為此有巨大的投入。德州儀器對此也有戰略規劃。德州儀器具有數字家庭所必備的一切基本技術。TI的流媒體平臺提供高性價比的可編程解決方案，規模可伸縮以支持多格式音頻、視頻和影像內容。

    德州儀器面向數字家庭規劃了完整的流媒體處理平臺，其中包括以DM642、DM270和DM342數字媒體處理器。DM642可滿足高分辨率或多通道視頻需求，并可擴展寬帶連接；DM270和DM342均可滿足單路及便攜式視頻需求，其中分別集成的ARM7和ARM9處理器，可運行復雜的操作系統。以流媒體處理平臺結合TI的模擬和外圍芯片，可提供極高集成度的解決方案，以較低的成本縮短產品面市時間，最終增加數字家庭產品性價比的差異性。德州儀器將集中在無線和網絡上的技術優勢，支持通用的家庭網絡技術，如ADSL、Cable 、以太網（LAN）、無線局域網（802.11）、HPNA、HomePlug，1394 等。領先的處理技術和工藝和極完善的軟件開發工具，以及具有世界極的支持體系，包含廣泛的第三方支持網絡支持系統，是保證以較低的代價實現高性能的基礎，也是流媒體產品產業化的關鍵。

• 構建堅實的產業價值鏈

    在中國，數字電視推進已提到重要的議事日程中來，其中數字電視標準制訂工作已經按部就班地進行，有線電視向數字化過渡的時間表業已確定，并在逐步實施。新一代電視對中國企業來說既是一個機遇，同時也是一個挑戰。長期以來建立在模擬技術基礎之上的中國電視企業將由此掀起一個跨入完全數字媒體領域的高潮。

    在中國，數字電視推進已提到重要的議事日程中來，其中數字電視標準制訂工作已經按部就班地進行，有線電視向數字化過渡的時間表業已確定，并在逐步實施。新一代電視對中國企業來說既是一個機遇，同時也是一個挑戰。長期以來建立在模擬技術基礎之上的中國電視企業將由此掀起一個跨入完全數字媒體領域的高潮。

    在中國，數字電視推進已提到重要的議事日程中來，其中數字電視標準制訂工作已經按部就班地進行，有線電視向數字化過渡的時間表業已確定，并在逐步實施。新一代電視對中國企業來說既是一個機遇，同時也是一個挑戰。長期以來建立在模擬技術基礎之上的中國電視企業將由此掀起一個跨入完全數字媒體領域的高潮。

    中國新一代電視既需要兼顧自有知識產權產品的技術和標準，又需要考慮到廣大消費者的實際需要，因此不能完全照搬外國的技術和產品。以其最先進的半導體技術應用于先進的電視技術，并與中國企業及有關部門密切合作，推出適合中國需要的新一代電視產品及解決方案，是德州儀器的基本出發點。因此，建立堅實的數字電視產業價值鏈勢在必行。

    德州儀器將協同第三方合作伙伴，為中國制造廠商提供核心硬件平臺和軟件技術，在此基礎之上制造廠商可以專注于產品特色化設計，并盡快地將產品推向市場，下圖是關于這種合作模式的簡要描述。

    總而言之，數字電視將全面改變中國電子產業的面貌，數字信號處理技術將是這一過程的核心動力，作為全球領先的DSP及技術提供者，德州儀器將同中國產業界攜手共進，共同推進新一代電視在中國的發展。